Karanlık Enerjinin Gizemi
Astrofizikteki en büyük bulmacalardan biri, Albert Einstein’ın yerçekimi teorisini yeniden işleyerek çözebilir miyiz? NASA bilim adamları tarafından ortaklaşa yapılan yeni bir çalışma, henüz çözülemeyeceğini söylüyor.
Evren hızlanan bir hızla genişliyor ve bilim adamları nedenini bilmiyorlar. Bu fenomen, araştırmacıların yerçekiminin kozmos üzerindeki etkisi hakkında anladıkları her şeyle çelişiyor gibi görünüyor: Sanki havaya bir elma attınız ve yukarı doğru, daha hızlı ve daha hızlı devam etti. Karanlık enerji olarak adlandırılan hızlanmanın nedeni bir gizem olmaya devam ediyor.
Şili’deki Victor M. Blanco 4 metrelik Teleskobu’nu kullanan uluslararası Karanlık Enerji (*) Araştırması’ndan yapılan yeni bir çalışma, bunların hepsinin sadece bir yanlış anlama olup olmadığını belirlemek için en son çabayı işaret ediyor: yerçekiminin tüm evren ölçeğinde nasıl çalıştığına dair beklentilerin kusurlu veya eksik olduğu. Bu potansiyel yanlış anlama, bilim adamlarının karanlık enerjiyi açıklamalarına yardımcı olabilir. Ancak Albert Einstein’ın kozmik ölçeklerdeki yerçekimi teorisinin şimdiye kadarki en kesin testlerinden biri olan çalışma, mevcut anlayışın hala doğru göründüğünü ortaya koyuyor.
Bir yüzyıldan fazla bir süre önce, Albert Einstein, yerçekimini tanımlamak için Genel Görelilik Teorisi’ni geliştirdi ve şimdiye kadar Merkür’ün yörüngesinden kara deliklerin varlığına kadar her şeyi doğru bir şekilde tahmin etti. Ancak bu teori karanlık enerjiyi açıklayamıyorsa, bazı bilim adamları tartıştılar, o zaman belki de bazı denklemlerini değiştirmeleri veya yeni bileşenler eklemeleri gerekiyor.
Durumun böyle olup olmadığını öğrenmek için, Karanlık Enerji Araştırması üyeleri, yerçekiminin gücünün evrenin tarihi boyunca veya kozmik mesafeler boyunca değiştiğinin kanıtlarını aradılar. Olumlu bir bulgu, Einstein’ın teorisinin eksik olduğunu ve evrenin hızlanan genişlemesini açıklamaya yardımcı olabileceğini gösterecektir. Blanco’ya ek olarak, ESA (Avrupa Uzay Ajansı) Planck uydusu da dahil olmak üzere diğer teleskoplardan gelen verileri de incelediler ve aynı sonuca vardılar.
Çalışma, Einstein’ın teorisinin hala işe yaradığını gösteriyor. Yani karanlık enerji için henüz bir açıklama yok. Ancak bu araştırma yaklaşmakta olan iki görevi besleyecek: ESA’nın NASA’nın katkıları olan 2023’ten daha erken bir tarihte fırlatılması planlanan Euclid Uzay Teleskobu görevi; ve NASA’nın Nancy Grace Roma Uzay Teleskobu, (en geç Mayıs 2027’ye kadar fırlatılması hedefleniyor) görevi. Her iki teleskop da zaman veya mesafe içinde yerçekiminin gücündeki değişiklikleri arayacak.
Bulanık Görme
Bilim adamları evrenin geçmişinde neler olduğunu nasıl biliyorlar? Uzak nesnelere bakarak. Bir ışık yılı, ışığın bir yılda (yaklaşık 9,5 trilyon kilometre) seyahat edebileceği mesafenin bir ölçüsüdür. Bu, bir ışık yılı uzaklıktaki bir nesnenin bize bir yıl önce, ışığın nesneyi ilk terk ettiği zamanki gibi göründüğü anlamına gelir. Ve milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki galaksiler bize milyarlarca yıl önce olduğu gibi görünüyor. Yeni çalışma, geçmişte yaklaşık 5 milyar yıl öncesine uzanan galaksilere baktı. Euclid 8 milyar yıl öncesine, Roma ise 11 milyar yıl geriye bakacak.
Galaksilerin kendileri yerçekiminin gücünü ortaya koymazlar, ancak Dünya’dan bakıldığında nasıl göründüklerini ortaya çıkarırlar. Evrenimizdeki çoğu madde, ışık yaymayan, yansıtmayan veya başka bir şekilde etkileşime girmeyen karanlık maddedir. Bilim adamları neyden oluştuğunu bilmeseler de, orada olduğunu biliyorlar, çünkü yerçekimi onu veriyor: Evrenimizdeki büyük karanlık madde rezervuarları uzayın kendisini çarpıtıyor. Işık uzayda seyahat ederken, çarpık uzayın bu kısımlarıyla karşılaşır ve uzak galaksilerin görüntülerinin kavisli veya bulanık görünmesine neden olur. Bu, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’ndan yayınlanan ilk görüntülerden birinde sergilendi.
Yerçekiminin gücü, karanlık madde yapılarının boyutunu ve dağılımını belirler ve boyut ve dağılım, bu galaksilerin bize ne kadar çarpık göründüğünü belirler. Görüntüler, Dünya’dan farklı mesafelerde ve evrenin tarihi boyunca uzak zamanlarda yerçekiminin gücünü bu şekilde ortaya çıkarabilir. Grup şimdi 100 milyondan fazla galaksinin şekillerini ölçtü ve şimdiye kadar gözlemler Einstein’ın teorisi tarafından tahmin edilenlerle eşleşiyor.
“Ölçümler gittikçe daha hassas hale geldikçe, Einstein’ın yerçekimi teorisine meydan okumak için hala yer var” diyor araştırmayı JPL’de doktora sonrası araştırmacı olarak yürüten ortak yazar Agnès Ferté. “Ama Euclid ve Roma’ya hazır olmadan önce hala yapacak çok şeyimiz var. Bu nedenle, Karanlık Enerji Araştırması’nda yaptığımız gibi, bu sorun üzerinde dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarıyla işbirliği yapmaya devam etmemiz çok önemli.”
İlhan Vardar
Kaynak : Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. 2022-125
(*) Karanlık Enerji, Karanlık Madde
1990’ların başında, evrenin genişlemesi hakkında bir şey oldukça kesindi. Genişlemesini ve yeniden çöküşünü durdurmak için yeterli enerji yoğunluğuna sahip olabilir, genişlemeyi asla durdurmayacak kadar az enerji yoğunluğuna sahip olabilir, ancak yerçekiminin zaman geçtikçe genişlemeyi yavaşlatacağı kesindi. Kabul edelim ki, yavaşlama gözlenmemişti, ancak teorik olarak evrenin yavaşlaması gerekiyordu. Evren maddeyle doludur ve yerçekiminin çekici kuvveti tüm maddeyi bir araya getirir. Sonra 1998 geldi ve Hubble Uzay Teleskobu (HST) çok uzak süpernovaların gözlemleri, uzun zaman önce, evrenin aslında bugün olduğundan daha yavaş genişlediğini gösterdi. Yani evrenin genişlemesi yerçekimi nedeniyle yavaşlamadı, herkesin düşündüğü gibi, hızlanıyor. Kimse bunu beklemiyordu, kimse bunu nasıl açıklayacağını bilmiyordu. Ama buna bir şey neden oluyordu.
Sonunda teorisyenler üç tür açıklama getirdiler. Belki de Einstein’ın yerçekimi teorisinin uzun zamandır atılan bir versiyonunun bir sonucuydu, “kozmolojik sabit” olarak adlandırılan şeyi içeren bir versiyon. Belki de uzayı dolduran garip bir tür enerji sıvısı vardı. Belki de Einstein’ın yerçekimi teorisinde yanlış bir şey var ve yeni bir teori bu kozmik ivmeyi yaratan bir tür alanı içerebilir. Teorisyenler hala doğru açıklamanın ne olduğunu bilmiyorlar, ancak çözüme bir isim verdiler. Buna karanlık enerji denir.
Karanlık Enerji Nedir?
Bilinenden daha fazlası bilinmemektedir. Ne kadar karanlık enerji olduğunu biliyoruz çünkü evrenin genişlemesini nasıl etkilediğini biliyoruz. Bunun dışında, tam bir gizemdir. Ama bu önemli bir gizem. Evrenin kabaca% 68’inin karanlık enerji olduğu ortaya çıktı. Karanlık madde yaklaşık% 27’sini oluşturur. Geri kalanı – Dünya’daki her şey, tüm aletlerimizle gözlemlenen her şey, tüm normal madde – evrenin %5’inden daha azını oluşturur. Bir düşünün, belki de “normal” madde olarak adlandırılmamalıdır, çünkü evrenin çok küçük bir kısmıdır.